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// Created by francklinson on 2021/4/3.
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#include <vector>
#include <iostream>
#include <stack>

using namespace std;

//  Definition for a binary tree node.
// 树节点定义
struct TreeNode {
    int val; // 节点值
    TreeNode *left; // 左子节点
    TreeNode *right; // 右子节点

    TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}

    explicit TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}

    TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
};


class Solution {
public:
    static vector<int> preorderTraversal(TreeNode *root) // 非递归
    {
        vector<int> ans; // 结果数组
        if (root == nullptr) return ans; // 空树
        stack<TreeNode *> myStack; // 准备一个栈
        TreeNode *p = root; // 根节点
        myStack.push(p);  // 入栈
        while (!myStack.empty()) {
            p = myStack.top(); // 取出栈顶节点指针
            myStack.pop();     // 弹栈
            ans.push_back(p->val);  // 中间节点保存结果
            if (p->right) myStack.push(p->right); // 右子节点入栈
            if (p->left) myStack.push(p->left);   // 左子节点入栈  下一次先左后右
        }
        return ans;
    }
};

class Solution2 {
public:
    static vector<int> preorderTraversal(TreeNode *root) // 递归算法
    {
        vector<int> ans;  // 结果数组
        if (root == nullptr) return ans; // 空根节点 直接返回
        ans.push_back(root->val); // 根节点保存结果
        vector<int> bb = preorderTraversal(root->left); // 对左子节点递归调用
        ans.insert(ans.end(), bb.begin(), bb.end()); // 把左子节点的结果插入
        vector<int> cc = preorderTraversal(root->right);  // 对右子节点递归调用
        ans.insert(ans.end(), cc.begin(), cc.end());// 把右子节点的结果插入
        return ans;
    }
};

class Solution3 { // 题解 递归   get
public:
    void preorder(TreeNode *root, vector<int> &res) {
        if (root == nullptr) {
            return;
        }
        res.push_back(root->val);
        preorder(root->left, res); // 对左子节点递归调用
        preorder(root->right, res); // 对右子节点递归调用
    }

    vector<int> preorderTraversal(TreeNode *root) {
        vector<int> res; // 结果向量
        preorder(root, res);
        return res;
    }
};

class Solution4 { // 题解 迭代算法
public:
    vector<int> preorderTraversal(TreeNode *root) {
        vector<int> res;
        if (root == nullptr) {
            return res;
        }

        stack<TreeNode *> stk;  // 显式维护一个栈 递归中用的是递归栈
        TreeNode *node = root;
        while (!stk.empty() || node != nullptr) {
            while (node != nullptr) {
                res.push_back(node->val);
                stk.push(node);
                node = node->left;
            }
            node = stk.top();
            stk.pop();
            node = node->right;
        }
        return res;
    }
};


// 二叉树的前序遍历 中 左 右
int main() {
//    [ 1, nullptr, 2, 3 ];
    auto t4 = TreeNode(4);
    auto t3 = TreeNode(3);
    TreeNode t2 = TreeNode(2, &t3, nullptr);
    TreeNode t1 = TreeNode(1, &t4, &t2);
//    vector<int> ans = Solution2::preorderTraversal(&t1);
    Solution3 sol3 = Solution3();
    Solution4 sol4 = Solution4();
    vector<int> ans = sol4.preorderTraversal(&t1);
    for (auto x:ans) {
        cout << x << endl;
    }
    return 0;
}
